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是什么在阻碍本土大型仿真软件的研发?

3年前浏览1997

来源:知乎

作者:takisword

其实国产大型仿真软件的历史算长的,最有代表性是钟万勰牵头做的结构分析软件(名字忘了,后来好像还扩展到了渗流问题)。其他领域如电子和化学等七八十年代也开始了自主研发。但现在大型软件里面开源不开源的好像只剩下felac,其他大部分学校和公司都去做别人的二次开发和代理软件去了。

论人才资源,中国高校和研究所不缺基础好的学生,工业界也不缺好的工程师。光知乎上我开始写文章以来认识的估计就能组个团队搞力学软件。各大高校也纷纷上马计算研究中心。所以我觉得阻碍中国国产大型仿真软件的进步的主要因素不是人和钱的问题,而是制度和软环境的问题。

先说软件开发的出发点。中国想做先进制造业大国,被国外仿真软件牵着走不行。几十上百万的成本,严重阻碍中小企业改变生产模式,也妨碍企业内部科技成果转化和下游工业技术进步。中国的数控机床比日本差,造船精度比韩国差就是这个道理。况且涉及国家安全和利益的软件,人家也不让出口。

这里讲一个应用工程师(AE)的同事经历的一件事。AE经常接到用户的技术咨询电话。某天他接到个电话,问某个模型怎样怎样的问题。他按工作程序先问对方单位,对方支吾了一阵,最后发现是伊朗某大学的研究生在打电话问功课。那个AE同事就尼玛了,好说歹说把电话挂了。照行业先例,他要是跟对方畅谈一小时火箭模型如何加载,估计FBI就找他喝茶司法部就找公司吃官司了。所以,国产仿真研发确有必要做。

再看谁来做。这类软件大多源于高校和研究所。LSDYNA出自LLNL,NASTRAN出自NASA, ABAQUS实际上是布朗大学几个博士组的(这几个人成立abaqus之前在marc工作过,后来MSC把MARC买了。所以计算力学的工业研发很大程度上都是一家人,你跳这家我跳那家,直到今天也是。这跟只有几个大的game players有关)。

再看国内,类似上面机构的我们都有。但大部分学生和老师都没有动力和能力做开发。对于学生,一般来说是力学和工程基础好,但是软件工程知识不够。软件知识,我不是说会不会写cpp或者fortran, 而是设计模式,开发流程等项目工程的知识。这不能怪学生:计算力学二级学科都被国家撤了,你要学生肿么学?!

对于老师,科技软件开发的主力是青年研究者。我们现在的高校青年教师被论文指标和教学任务折磨得死去活来,哪个有动力花几年做一个项目?这于是造成恶性循环: 学生和老师只能靠现有程序做仿真, 靠现有程序不利于新算法和新技术的产生和验证,没有新算法和新技术也自然没有必要重起炉灶做开发。现在流行的开源的软件,出现的时候都有自己技术领先的项目。openfoam的出发点是作者受不了fortran而当时OOP开始兴旺,su2的出发点是作者要做优化,等等。只有跳出上面这个死循环,才能jump start国产学术界在这个领域的进步。

其实国内高校和研究机构也的确在组织人力做开发。中物院在做多物理场求解器,哈工程打算做基于船舶工程的流体求解器。后者还组了个专家团,把国内外搞边界元有限元浅水波的十几个专家请到一起。接下来的问题是,专家是请来动嘴的,动手的还是学生和以后的潜在用户。这批人其实也没有多少主动性做开发验证。对于人力资源,就算找到一批懂软件懂力学的学生,他们要是能写成熟的软件,多半也不会在计算力学待而改行做前端做全栈了,因为毕竟后者机会多待遇好。这不只是国内的问题。我一次开会听大名鼎鼎的deall.II的作者聊他的经历。德国博士毕业之后在欧洲找不到工作,被迫到UT austin当了N年的postdoc(后来终于好了去TAMU当了教授,最近去了科罗拉多州立)。deal.II是我见过的写得最漂亮的有限元程序。如果这样的作者都不好找位置,国内做开发的研究生的对口机遇就更少。说白了,国内的科研职位应该提高待遇留住青年人才。

还有一个问题是合作。这类大型项目的合作要求很高。su2就是个例子,其开发团队其实是欧洲几个大学的,只是由stanford的欧洲教授牵头。国内高校已经有合作的问题,比如说重复建设。加上其实很多人还不愿意分享,怕自己辛辛苦苦做出来的被人捡了便宜,校方也把持了科研人员知识产权问题的很多话语权,等等。这些都影响合作。

最后还有商业化问题。就像上面说的,会写程序的多半都改行去网络公司了。科技软件的用户培养,不是在**上请水军建点营销号的问题,是培养用户端的技术群和获取技术信任的问题,是需要钱和时间的。本土软件公司和投资方有没有魄力和耐心,也是推动这类专业软件成熟的重要因素。

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科普仿真体系其他软件
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首次发布时间:2020-11-27
最近编辑:3年前
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